[發(fā)明專利]一種氟硅酸氨化制高補(bǔ)強(qiáng)性白炭黑的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710065876.4
• 申請(qǐng)日: 2007-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101049936A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 明大增;李志祥;薛河南;楊躍華;楊建中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南云天化國(guó)際化工股份有限公司
• 主分類號(hào): C01B33/113
• 分類號(hào): C01B33/113;C01B33/18
• 代理公司: 昆明合眾智信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所
• 代理人: 范嚴(yán)生;張媛德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種化工產(chǎn)品的制備方法，特別是涉及到無(wú)機(jī)粉體材料的制備方法，更具體地說(shuō)是利用磷肥行業(yè)副產(chǎn)氟硅酸制備高補(bǔ)強(qiáng)性白炭黑的方法。

背景技術(shù)

白炭黑即水合二氧化硅，分子通式為：SiO₂·nH₂O，是一種應(yīng)用非常廣泛的化工產(chǎn)品，可用于橡膠、塑料、油漆、油墨、農(nóng)藥、醫(yī)藥、食品、飼料、造紙等行業(yè)。其最大用途是作橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填料，用量占其總產(chǎn)量的75％以上。氟硅酸通常是生產(chǎn)濕法磷酸和普鈣的副產(chǎn)品，2005年我國(guó)磷肥產(chǎn)量以100％P₂O₅計(jì)為1125萬(wàn)噸，可副產(chǎn)氟硅酸以100％H₂SiF₆計(jì)超過(guò)50萬(wàn)噸，我國(guó)氟硅酸大部分是以氟硅酸鈉的形式回收，但氟硅酸鈉用途窄，經(jīng)濟(jì)效益差，常常滯銷，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)廠家回收氟硅酸的積極性同時(shí)也制約了磷肥行業(yè)的發(fā)展，這不但造成了氟、硅資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，而且很大程度上污染了環(huán)境。目前已有通過(guò)磷肥副產(chǎn)氟硅酸鈉制備白炭黑的方法，但氟硅酸鈉畢竟是磷肥行業(yè)的間接副產(chǎn)品，其生產(chǎn)成本必高于通過(guò)氟硅酸直接制備白炭黑，還有通過(guò)氟硅酸和純堿或者碳酸氫銨反應(yīng)制備白炭黑的報(bào)道，但這兩種工藝的缺點(diǎn)是在反應(yīng)中都產(chǎn)生了大量二氧化碳?xì)怏w，若不回收必然會(huì)污染環(huán)境，回收則會(huì)延長(zhǎng)工藝路線，增大設(shè)備投資，同時(shí)由于對(duì)濾餅都進(jìn)行了酸化操作必然會(huì)在洗滌過(guò)程中產(chǎn)生了大量的酸性廢水，污染環(huán)境，且生成的白炭黑產(chǎn)品質(zhì)量不高，比表面積偏低，對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果有限，很難作為高補(bǔ)強(qiáng)性白炭黑使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種氟硅酸氨化制高補(bǔ)強(qiáng)性白炭黑的方法。

本發(fā)明所述的氟硅酸氨化制高補(bǔ)強(qiáng)性白炭黑的方法，以氟硅酸和氨化劑為原料進(jìn)行分步氨化反應(yīng)，過(guò)濾、洗滌、干燥制得白炭黑，氨化劑分步加入，過(guò)濾分步進(jìn)行，其步驟為；

a.向氟硅酸中加入氨化劑總量的30～70％的氨化劑，在20～65℃下進(jìn)行氨化反應(yīng)；

b.氨化后所得反應(yīng)液進(jìn)行陳化，陳化液過(guò)濾得濾餅和濾液；

c.向b步驟所得的濾液中加入余量的氨化劑，在20～55℃下進(jìn)行氨化反應(yīng)，反應(yīng)液進(jìn)行陳化，陳化液過(guò)濾，得濾餅和氟化銨母液，所得氟化銨母液送后續(xù)工藝；

d.b、c兩步驟中過(guò)濾所得濾餅分別進(jìn)行洗滌、干燥制得白炭黑。

上述步驟a、c中氨化劑的有效氨含量為10～25％。

上述步驟a、c中所述的陳化時(shí)間為10～60分鐘。

所述的氟硅酸氨化制高補(bǔ)強(qiáng)性白炭黑的方法，在氨化過(guò)程中，氨化劑至少分二步加入。所述的過(guò)濾至少分二步進(jìn)行。所述的氟硅酸的濃度為6％～25％。氨化劑加入量是其化學(xué)計(jì)量的110％～150％。氨化劑可以是氨水或碳酸氫銨中的一種。對(duì)于氟硅酸濃度低于10％時(shí)，a、c步驟中的氨化反應(yīng)可分兩步進(jìn)行。

所述的氟硅酸氨化制高補(bǔ)強(qiáng)性白炭黑的方法，a步驟氨化終了時(shí)溶液PH在5.0～7.5，c步驟氨化終了時(shí)溶液的PH＞8.0。

所述的氟硅酸氨化制高補(bǔ)強(qiáng)性白炭黑的方法，對(duì)b、c兩步驟中過(guò)濾所得濾餅分別進(jìn)行3～5步洗滌，洗滌量是濾餅質(zhì)量的0.8～2.0倍，洗滌液循環(huán)利用。

所述的氟硅酸氨化制高補(bǔ)強(qiáng)性白炭黑的方法，對(duì)洗滌液的循環(huán)利用是對(duì)b步驟過(guò)濾所得濾餅進(jìn)行3～5步洗滌，前2～4步用含有氟化銨和氟硅酸銨的稀溶液洗滌，最后一步用清水洗滌，濾液和第一步洗滌液一起返回下一步氨化工序使用，除第一步洗滌液外的洗滌液分別作為下批次第1～4步的洗滌液。

所述的氟硅酸氨化制高補(bǔ)強(qiáng)性白炭黑的方法，其特征在于對(duì)洗滌液的循環(huán)利用是對(duì)c步驟過(guò)濾所得濾餅進(jìn)行3～5步洗滌，前2～4步用稀氟化銨溶液洗滌，最后一步用清水洗滌，濾液和第一步洗滌液一起送至氟化銨的后續(xù)加工工藝，除第一步洗滌液外的洗滌液作為下批次第1～4步的洗滌液。

上述步驟d所制得的白炭黑產(chǎn)品比表面積為130～300m²/g。

上述氟化銨母液可加工成多種含氟化合物，如氟化銨、氟化氫銨、氟化鈉、氟化鉀、氟化鋁、冰晶石、氫氟酸、無(wú)水氟化氫。

本發(fā)明的主要化學(xué)反應(yīng)原理為：

H₂SiF₆+6NH₃+2H₂O→6NH₄F+SiO₂↓